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生物图像分析软件小总结
2018/12/06 20332

作者:代亚丽

生物图像分析软件种类繁多,同学们采集获得一张图后是否会觉得手足无措,不知道如何分析,不知道用哪个软件分析,不知道用什么方法能更高效的完成分析呢?这里就给大家简单介绍下生物图像分析常用软件的功能吧!

一、Imaris软件

Imaris 软件是尖端的2D-5D图像渲染及交互分析软件,拥有表面结构渲染、神经分析、点计数和轨迹追踪、细胞分析板块、共定位分析、视频录制等功能。我们平台现拥有最新Imaris9.2.1版本,并配有优秀的工作站,工作站内存768G,可支持大数据的处理和分析,图像处理速度更快。

1、图像展示和重构功能

Imaris具备Slice,Section,Gallery,3D volume等观察模式;亦可进行重构,进而看清不同结构之间的位置关系,此外还可以通过重构surface结构获得特定参数的精确定量结果。

Wu D et al.Cell Research (2017) 27:1397-1400.

2、神经分析

针对神经进行树突和树突棘的专业分析,包括瘦长型、蘑菇型、短粗型及丝状伪足型树突棘类型的精确分类,以及对树突和树突棘的长度、直径等多种参数的准确测量。

Fasoli A et al. J Comp Neurol. 2017 May1;525(7):1707-1730.

3、细胞计数和轨迹追踪

根据对象运动特点,包括Brownian Motion,Autoregressive Motion,Autoregressive Motion Expert,Connected Components和Lineage,针对信号体积、表面积、强度、形状改变和轨迹运动等参数生成统计信息。

藻类轨迹运动图,轨迹上紫色→红色代表信号出现的时间先后顺序

将所有轨迹出发原点统一于同一位置,用不同的颜色标记不同的轨迹;小球的颜色,紫色→红色代表信号的时间顺序,进而更清楚的观察信号的整体运动。

4、共定位分析

Imaris软件有专业的共定位分析板块,可以采用手动设定阈值或者Costes自动计算阈值的方法进行共定位分析,并结合ROI的选取,可得到整张图像或选定区域的共定位系数。


5、细胞分析

专门的细胞分析板块可以计算得到大量数据,例如细胞内囊泡的数目,细胞内囊泡到细胞核和细胞膜的距离、细胞和细胞核的圆度等等。


6、Autoalinger 和 Voloom软件

针对二维序列图片(明场、荧光),自动或手动进行偏移校正,进而完成三维重建,以此进一步观察和展示信号结构的整体效果。


7、插件 Plugins

此外,得益于Imaris软件广泛的使用对象和相对开源的软件使用环境,有些用户会根据自己的需求设计出操作方便、有针对功能的插件,为数据分析提供了更多可以选择的方法。举例如下:


计算两种结构的相互接触面积


计算生物膜的相关参数


二、专业反卷积软件

1、Huygens 软件

惠更斯 Huygens 软件是荷兰公司 Scientific Volume Imaging (SVI) 为高端显微镜技术、学术研究而研发出的软件,它采用高级反卷积算法,针对不同类型光学显微镜系统如宽场成像、点扫描共聚焦、转盘共聚焦、多光子、受激发射损耗超分辨成像(STED)、光片照明(Lightsheet)进行针对性地去卷积处理,最终获得高分辨率和准确的图片结果。此外,它还有校正色差(Chromatic Aberration Corrector )和串色(Crosstalk Corrector)的板块,以及计算和获得图像的PSF的功能。


上图中左面的图为原图,右方的图为反卷积后的图

在采图前,我们尤其需要注意图像的采像频率,保证像素的大小最好达到最优的状态,这样才能获得质量最佳的图像,亦方便图像的后期反卷积等进一步处理。Huygens非常人性化的为用户提供了这样的一个功能,可根据显微镜类型和基本拍摄参数计算获得相应的x、y、z轴的分辨率:

进入网址 https://svi.nl/NyquistCalculator



2、AutoQuant 软件

Media Cybernetics公司推出的AutoQuantX3反卷积软件利用先进的盲算法对2D、3D图像进行去除模糊和噪点,恢复图像细节,获得更高质量的图像。



三、Image Pro Premier

Image-Pro Premier 是一款功能非常强大的图像分析软件,包含了丰富的增强和测量工具,能够通过图像的表面信息判断拍摄物的属性、形态、类别,对不同的图形进行区域划分,然后测量各区域的面积、半径、周长和光密度等参数。亦可进行三维重构、任意剖面展示、轨迹追踪,导出可用于展示和发表的二维图像以及3D动画制作等多种操作。

下图为通过测量可以获得的参数列表:



四、其他软件

MetaMorph 软件主要针对中高阶生物领域用户,具有强大的图象获取、图像分析功能,可满足不同的硬件组配以及实验需求。


外,还有一些方便用户在自己电脑上完成LUT调节、导出图片等简单操作的显微镜公司的viewer版本软件,例如:Nikon的NIS-Elements Viewer、Olympus的FV10-ASM-viewer、Zeiss的Zen Black/Blue、GE的Delta Vision viewer、PE的Volocity等,以及免费开源软件Image J。

好了,今天就和大家分享就到这了,谢谢!

本文章版权归清华大学蛋白质研究技术中心细胞影像平台所有

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